(57)【要約】  画像処理システム（ＩＰＳ）及び関連する方法及びイメージング装置（ＩＡＲ）。システム（ＩＰＳ）は、ｉ）異なる複数の投影方向に沿って取得された被撮像対象（ＢＲ）の投影画像（π）から予め再構成された３Ｄ入力画像ボリューム（Ｖ）と、ｉｉ）入力ボリューム（Ｖ）内の画像構造の指定と、を受け取るインタフェース（ＩＮ）を有する。システム（ＩＰＳ）のモデル作成器（ＭＦ）は、前記指定に基づいて、前記入力３Ｄ画像ボリューム内の前記構造の３Ｄモデル（ｍ）を作成するように構成される。システム（ＩＰＳ）のボリューム適応器（ＶＡ）は、前記３Ｄモデル（ｍ）に基づいて、入力画像ボリュームを適応させて３Ｄ出力画像ボリューム（Ｖ'）を生成するように構成される。
2019523030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）異なる複数の投影方向に沿って取得された被撮像対象の投影画像から予め再構成された３Ｄ入力画像ボリュームと、ｉｉ）前記３Ｄ入力画像ボリューム内の画像構造の指定と、を受け取る入力インタフェースと、
前記指定に基づいて、前記３Ｄ入力画像ボリューム内の前記画像構造の３Ｄモデルを作成するモデル作成器と、
前記３Ｄモデルに基づいて前記３Ｄ入力画像ボリュームを適応させて３Ｄ出力画像ボリュームを生成するボリューム適応器と、
を有する画像処理システム。
【請求項２】
前記３Ｄ出力画像ボリュームに基づいて新しい画像ボリュームを再構成する再構成器を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ボリューム適応器による前記３Ｄ入力画像ボリュームの適応は、前記適応された３Ｄボリュームと、前記投影画像の少なくとも１つとの整合性を維持しながら、前記３Ｄモデル内の少なくとも１つの画像値を変更することを含む、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記画像構造の前記指定は、前記３Ｄ入力画像ボリュームの或る平面内で実行され、前記モデル作成器は、前記平面内の前記画像構造に基づいて前記３Ｄモデルを作成する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記モデル作成器による前記３Ｄモデルの作成は、前記異なる複数の投影方向のうちの１つに沿って前記３Ｄ入力画像ボリューム内の前記指定された画像構造を拡張することを含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記モデル作成器による前記３Ｄモデルの作成は、形状プリミティブを前記指定された画像構造にフィッティングすることを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記形状プリミティブが楕円体である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記再構成がトモシンセシス再構成を含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記再構成は反復的であり、前記出力画像ボリュームは、前記反復再構成において初期画像として使用される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記画像構造が、ｉ）被撮像対象における解剖学的構造、又はｉｉ）被撮像対象における形成物、又はｉｉｉ）イメージング中に被撮像対象に存在する異質部分を表す、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステムと、
前記投影画像を取得するイメージング装置であって、前記イメージング装置が、マンモグラフィイメージング装置である、イメージング装置と、
を有するイメージング機構。
【請求項１２】
ｉ）異なる複数の投影方向に沿って取得された被撮像対象の投影画像から予め再構成された３Ｄ入力画像ボリュームと、ｉｉ）前記３Ｄ入力画像ボリューム内の画像構造の指定と、を受け取るステップと、
前記指定に基づいて、前記３Ｄ入力画像ボリューム内の前記構造の３Ｄモデルを作成するステップと、
前記３Ｄモデルに基づいて前記３Ｄ入力画像ボリュームを適応させて３Ｄ出力画像ボリュームを生成するステップと、
を含む画像処理方法。
【請求項１３】
前記３Ｄ出力画像ボリュームに基づいて再構成を実施するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理ユニットによって実行されるとき、請求項１２又は１３に記載の方法のステップの少なくとも１つを実行するように適応されたコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理システム、画像処理方法、イメージング装置、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
トモシンセシスは、良好な「面内」（中心投影方向と直交する面内）解像度を有するが、貧弱な深さ解像度を有する、制限された角度のトモグラフィックイメージングを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
相対的に小さいトモグラフィック角度は、結果的に構造のブラーリングをもたらし、これは、隣り合ったスライスの「面外」（すなわち、中心投影方向に沿った深さ方向における）のアーチファクトとして現れる。病変のような診断上重要な構造は、面内で良好に規定される（又は「輪郭付けされる」）が、スループレーンにおいて輪郭付けされることは一般に（行うとしても）困難である。
【０００４】
更に、制限されたトモグラフィック角度問題のため、一般に、いくつかの解が存在し、それらはすべて、測定された投影データに整合する。言い換えると、反復トモシンセシス再構成アルゴリズムは、これらの解の任意の１つに収束することができるが、収束は必ずしも、得られる解が、被撮像対象の現実的な画像であることを意味しない。
【０００５】
従って、イメージング技術の上述の欠点の幾つかに対処する新しいシステム及び関連する方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、独立請求項の発明の主題によって解決され、他の実施形態は、従属請求項に組み込まれている。本発明の以下の記載された態様は、画像処理方法、イメージング装置、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に等しく適用されることに留意されたい。
【０００７】
第１の態様によれば、ｉ）異なる投影方向に沿って取得された被撮像対象の投影画像から予め再構成された（第１の）３Ｄ入力画像ボリュームと、ｉｉ）入力ボリューム内の画像構造の指定と、を受け取るための入力インタフェースと、前記指定に基づいて、前記入力３Ｄ画像ボリューム内の前記構造の３Ｄモデルを作成するように構成されるモデル作成器と、前記３Ｄモデルに基づいて前記入力画像ボリュームを適応させて３Ｄ出力画像ボリュームを生成するように構成されたボリューム適応器と、を有する画像処理システムが提供される。
【０００８】
一実施形態によれば、システムは、前記出力画像ボリュームに基づいて新しい画像ボリュームを再構成するように構成される再構成器を有する。具体的には、出力画像ボリュームは、反復再構成アルゴリズムにおいて初期画像として使用することが企図される。
【０００９】
提案される方法及びシステムは、小さいトモグラフィック角度イメージングにおいて特に有利である。これは、これらのイメージングアプリケーションでは深さ解像度が著しく欠如するからであり、深さ解像度は、入力ボリューム内で観察される構造に関する幾何学的な事前知識を含めることによって少なくとも部分的に補償することができる。
【００１０】
モデルごとに深さ情報に含めるように第１の入力ボリューム内の画像情報を変更することは、均一な画像のような標準的な画像から反復再構成を開始するのに比べて、（特に反復的な）再構成器が、よりよい、すなわち、より現実的な解に収束するように促すことができる。
【００１１】
これは、（反復）再構成アルゴリズムが最適解から離れるほうへ収束することが認められる制限された角度トモグラフィにおいて、頻繁に遭遇する影響を防ぐことを可能にするこの理由は、特に、深さが未知である（画像オブジェクト内）高コントラストのサブオブジェクト（例えば、病変、マンモグラフィにおける石灰化又は介入中のワイヤ及びニードルのような解剖学的構造に存在する異質部分）が、アーチファクト構造を、隣接するスライスに伝播する傾向があるからである。
【００１２】
これは、再構成が本願明細書で提案されるものではない標準の初期画像から開始される場合、非現実的な解に収束する反復再構成アルゴリズムをもたらしうる。
【００１３】
提案されるシステムは、構造のサイズに関する先験的な情報を用いて、この構造の深さ方向の精細度を改善し、それにより、画像アーチファクトを低減する。
【００１４】
かかるアーチファクトは、本願明細書で提案されるような特別に調整された初期画像から開始せずに、標準的な反復再構成においてこの構造から生じる。提案されるシステムは、更に、焦点面内の基礎をなす構造のコントラストノイズ比を高めることを可能にする。
【００１５】
調整された出力ボリュームは、主として反復再構成を開始するための初期画像としての使用が企図されているが、訓練目的でモニタ装置に表示するなどの他の用途も考えられる。
【００１６】
一実施形態では、画像構造は、入力モデルの（単一の）平面において指定されるが、複数の平面にわたる（例えばトモシンセシスボリュームにおけるスループレーンビューのような）指定も企図される。
【００１７】
言い換えると、指定は、入力ボリューム内の３Ｄサブボリュームを指定することができる。構造が指定されると、モデル作成器は、平面内又はサブボリューム内の指定された画像構造に基づいて３Ｄモデルを作成するように動作する。
【００１８】
モデルは、３Ｄの明示的なサーフェスとしてグラフィカルに作成され又は生成されることができるが、機能的な表現によって暗黙的に定義されることもできる。
【００１９】
一実施形態によれば、ボリューム適応器による３Ｄ入力ボリュームの適応は、３Ｄモデル内の少なくとも１つの画像値を変更することを含むが、他方で、そのように適応された３Ｄ入力ボリュームと投影画像の少なくとも１つとの整合性を維持する。
【００２０】
一実施形態によれば、モデル作成器による３Ｄモデルの作成は、異なる複数の投影方向のうちの１つに沿って入力ボリューム内の指定された画像構造を拡張することを含む。
【００２１】
一実施形態によれば、モデル作成器による３Ｄモデルの作成は、形状プリミティブを指定された画像構造にフィットさせることを含む。
【００２２】
一実施形態によれば、形状プリミティブは、楕円体である。これは、特にマンモグラフィアプリケーションにおいて石灰化及び病変をモデル化することを可能にする。
【００２３】
一実施形態によれば、再構成は、トモシンセシス再構成を含む。
【００２４】
一実施形態によれば、画像構造は、ｉ）被撮像対象における解剖学的構造、又はｉｉ）被撮像対象における形成物、又はｉｉｉ）イメージング中に被撮像対象に存在する異質部分を表す。「異質部分」は、例えばインプラント、ワイヤ、ニードル、カテーテルなど、又は被撮像対象内に存在する他の（医療）ツールを含む。「解剖学的構造」は、特に乳房病変、石灰化、哺乳動物の乳房の乳管などを含む。
【００２５】
「形成物」又は沈着物は、有棘塊状病変、構造上の歪み、などを含む。
【００２６】
ここに列挙される例は、主にマンモグラフィの例（本願明細書で主に企図される）に関するものであるが、これは、提案されるシステムを、ヒト又は動物の身体の他の部分のイメージングに適用することを排除するものとして解釈されるべきではない。
【００２７】
別の態様によれば、上述の実施形態の任意の１つにおけるシステムと、投影画像を取得するように構成されるイメージング装置と、を有するイメージング機構が提供される。
【００２８】
一実施形態によれば、イメージング装置は、マンモグラフィ又は乳房トモシンセシスイメージング装置である。
【００２９】
別の態様によれば、ｉ）異なる複数の投影方向に沿って取得された被撮像対象の投影画像（π）から予め再構成された３Ｄ入力イメージボリューム、及びｉｉ）入力ボリューム内の画像構造の指定、を受け取るステップと、指定に基づいて、入力３Ｄ画像ボリューム内の前記構造について３Ｄモデル（ｍ）を作成するステップと、前記３Ｄモデルに基づいて入力イメージボリュームを適応させて３Ｄ出力画像ボリュームを生成するステップと、を含む画像処理方法が提供される。
【００３０】
一実施形態によれば、方法は、前記モデルに基づいて前記出力画像ボリュームの再構成を実施するステップを含む。
【００３１】
一実施形態によれば、３Ｄ入力ボリュームを適応させることは、そのように適応された３Ｄ入力ボリュームと少なくとも１つの投影画像との整合性を維持しながら、生成されたモデルに基づいて入力ボリューム内の少なくとも１つの画像値（ボクセル）を変更することを含む。具体的には、モデルによって囲まれた１又は複数の画像値が変更される。
【００３２】
一実施形態によれば、画像構造の指定は、入力ボリュームの或る平面内で実行され、３Ｄモデルは前記平面内の画像構造に基づいて実施される。
【００３３】
一実施形態によれば、３Ｄモデルの作成は、異なる複数の投影方向のうちの１つに沿って入力ボリューム内の指定された構造を拡張することを含む。
【００３４】
一実施形態によれば、３Ｄモデルの作成は、形状プリミティブを、指定された構造にフィッティングすることを含む。
【００３５】
一実施形態によれば、形状プリミティブは楕円体である。
【００３６】
一実施形態によれば、再構成は、トモシンセシス再構成を含む。
【００３７】
一実施形態によれば、再構成は反復的であり、出力画像ボリュームは、反復再構成において初期画像として使用される。
【００３８】
別の態様によれば、処理ユニット（ＰＵ）によって実行されるときに、上述の実施形態のいずれか１つの方法のステップの少なくとも１つを実行するように適応されたコンピュータプログラム要素が提供される。
【００３９】
別の態様によれば、上記のようなプログラム要素が格納されたコンピュータ可読媒体が提供される。
【００４０】
ここで使用される「３Ｄ」（３次元ボリューム）の語は、不完全であり得る深さ情報を含む画像マテリアルとして広く理解されるべきである。本願明細書で使用される３Ｄボリュームは、それぞれ異なる平面にある２つのビュー、すなわちイメージング領域内のそれぞれ異なる深さにある少なくとも２つのビューを含む。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】イメージング装置の概略ブロック図。
【図２】画像処理方法のフローチャート。
【図３】関心対象のスループレーンビューを示す図。
【図４】提案される方法又はシステムによって得られる例示的な画像を示す図。
【図５】提案されるシステム又は方法によって得られる別の例示の画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の例示的な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
【００４３】
図１を参照して、Ｘ線ベースのイメージング装置ＩＡの概略ブロック図が示されている。
【００４４】
イメージング装置ＩＡは、例えばマンモグラフィイメージング機器のようなＸ線イメージング装置ＩＡを含む。イメージング装置は、イメージング装置ＩＡによって生成された画像を処理するように広く構成された画像処理システムＩＰＳを更に有する。
【００４５】
Ｘ線イメージング装置ＩＡは、Ｘ線源ＸＲ及びＸ線感受検出器Ｄを有する。
【００４６】
Ｘ線源ＸＲは、Ｘ線を放出するように構成され、放出されたＸ線は、検査領域又はイメージング領域をビームで通過し、検出器ＤのＸ線感受表面に入射する。
【００４７】
検出器Ｄは、特に、例えばフラットパネル検出器又はライン検出器などのデジタル検出器である。Ｘ線源と検出器との間でイメージング領域において、乳房支持体ＢＳ及び圧迫プレートＣＰを有する凹部部分がある。
【００４８】
ヒト乳房のような被撮像対象ＢＲは、イメージングの間、乳房支持体ＢＳ上に載置され、画像コントラストを高めるために、圧迫プレートＣＰによって圧迫される。イメージング装置ＩＡは、深さ解像度をもつ画像又は「３Ｄ」画像を生成するように構成される。これは、図１に示すように、中心投影方向Ｚの周りで異なる複数の投影方向から乳房の投影イメージπを取得することによって達成される。
【００４９】
異なる複数の投影方向に沿って画像πを取得する能力は、一実施形態において、静止フラットパネル検出器Ｄ及びＸ線源ＸＲによって実現され、これらは、Ｘ線源の異なる複数の角度位置から乳房を照射することによって異なる複数の投影方向に沿ってＸ線画像πを取得するように構成され、Ｘ線源ＸＲは、円弧に沿って進行する。この円弧に沿って適切に規定される角度インクリメントにおいて、Ｘ線源を動作させることによって個々の投影画像（π；個々の投影方向を示す添字「ｉ」を有する）が取得される。すなわち、Ｘ線源が上方から対象ＢＲを通って進む間、検出器Ｄは、Ｘ線ビームに順次照射される。
【００５０】
異なる複数の投影方向に沿って画像πを取得するこの能力は、別の実施形態において、乳房全体にわたって移動可能である剛性アーム（スキャンアーム）に配置されるＸ線源ＸＲと共に、幾つかのライン検出器を有する検出器Ｄを具備することによって実現され、例えば、剛性スキャンアームは、検出器Ｄの下の中心方向上の旋回ポイントを軸に回転することができる。
【００５１】
イメージング取得中、一実施形態において幾つかのライン検出器を有する検出器Ｄ、及びＸ線源ＸＲは、中心投影方向Ｚを中心とする制限された角度の円弧上を、移動平面内において、撮像されるべき対象ＢＲを通って移動する。
【００５２】
静止２Ｄ検出器を有する実施形態と同様に、投影画像πの組が取得される。投影データπは、取得後に並べ替えられことができる。上記したイメージングジオメトリの実施形態が好ましいが、投影画像が、トモシンセシスに適している異なる方向から取得される限り、任意の他の適切なイメージングジオメトリもまたここで企図される。
【００５３】
Ｘ線は、乳房ＢＲの物質とインタラクトし、従って変更される。この変更された放射線は、検出器感受表面に入射し、電気信号に変換される。これらの電気信号は、適切に構成されたＡＤ回路によって、個々の（デジタル）投影画像にデジタル化される。通常、投影画像に符号化されるコントラストモードは、吸収のモードであり、この場合、電気信号は、被撮像対象ＢＲの組織を通るその通過においてＸ線によって経験される減衰量に従って変調される。しかしながら、これは、例えば位相コントラスト又は小角度散乱（「暗視野」としても知られる）のような他のコントラストモードを除外しない。これらの２つの後者のケースにおいて、イメージング装置ＩＡは、一実施形態において、特これらの２つの他のコントラストモードを符号化することを助けるために干渉計を有する。
【００５４】
投影画像πは、再構成アルゴリズムによって、個々の異なる画像（本願明細書において「ビュー」とも称される）に、再構成されることができ、かかる画像は、中心投影方向Ｚに沿ってそれぞれ異なる深さｚにおける乳房ＢＲの吸収（又は位相コントラスト又は小角度散乱）特性を表現する。
【００５５】
具体的には、これらの「面内」ビュー又はスライスは、焦点スポットから又は検出器表面から測定されるイメージング領域内の、前記個々の異なる深さｚの異なる画像平面ｐ（図１にはただ１つの画像平面が示されている）に位置する。ビューが再構成される画像平面ｐ（軸Ｘ，Ｙをもつ）は、検出器が移動する移動平面に対し垂直である。
【００５６】
個々の異なる深さｚのために再構成されるこれらの「面内」スライスの集合は、３ＤボリュームＶを形成する。
【００５７】
個別のスライスは、適切な視覚化ソフトウェアによって、モニタＭＴのような表示装置上にグラフィックにレンダリングされることができる。視覚化ソフトウェアは、個別の画像又はボクセル値を、適切に選ばれたカラー又はグレー値スケールにマッピングして、それぞれ異なるカラー又はグレーの値によって画像コントラストを視覚化するのを助ける。
【００５８】
ユーザ（例えば放射線医）は、適切なユーザインタフェースによって、視覚化するためのボリュームＶ内の個々の異なる面内ビューの任意の１つを選択することができる。
【００５９】
他のビューは更に、画像ボリュームＶから、例えばボリュームＶを通る部分平面を規定することによって得られる。
【００６０】
例は、放射線医による「スループレーン」ビューＸ，Ｚ又はＹ，Ｚである。これらのスループレーンビューは、画像プレーンｐに対して垂直なボリュームＶを通るセクションである及び、互いに対して垂直である。更に以下に明らかになるように、スループレーンビューは、通常、制限された角度トモグラフィにおける貧弱な深さ解像度により損なわれるが、提案される画像処理システムＩＰＳは、前記深さ解像度を改善することを可能にする。
【００６１】
画像処理システムＩＰについてより詳しく述べると、画像処理システムＩＰは、特に、一実施形態において２パス再構成器として動作するように構成される。具体的には、第１の再構成ユニットＲＥＣＯＮ＿１による第１の再構成において、投影画像πは、任意の知られている再構成アルゴリズムを使用して、第１のボリュームＶを生成するように再構成される。第１パスの再構成の出力は、（以下で明らかになる理由のため、）本願明細書において第１の入力ボリュームＶと称され、このボリュームＶは、画像処理システムＩＰＳの入力ポートＩＮにおいて受け取られる。別の入力は、この入力ボリュームＶ内の画像構造の指定を含む。
【００６２】
指定は、好適にはグラフィックのユーザインタフェースを通じて、ユーザによって動作可能な指定ツールＳＰによって規定されることができる。例えば、指定ツールは、マウス又はスタイラスなどのポインタツールを有する。最初に、ユーザは、好適には面内ビューにおいて、ボリュームの特定のビューを選択するが、ある実施形態では、スループレーンが使用されることができ、このビューは、スクリーン上に視覚化される。ユーザは、関心のある画像構造を輪郭付けする。指定ツールは、関心のある構造のフリーハンドドローイングの選択でありえ、又は、自動選択フィーチャを有することもできる。例示的な実施形態は、「境界ボックス」ベースのシステムであり、この場合、ユーザは、関心構造画像を含む領域を囲むように長方形又は他の境界付け曲線を規定するために、ポインタツールを操作する。幾何学的フィッティング処理が、境界付け曲線によって囲まれた画像構造に形状プリミティブ（楕円、その他）をフィッティングすることによって、自動的に実行される。これは、フリーハンドの指定を行うのが困難である場合に、あいまいな又は切れ切れの境界部分を有する画像構造を指定することを助ける。
【００６３】
選択されたボクセルの個々の座標は、画像構造の座標指定を規定するために、イベントハンドラによって区切られる。代替として、ユーザによって構造を指定する代わりに、完全に自動の実施形態もまた企図され、このばあ、自動セグメント化アルゴリズムが、画像構造指定を生じさせるために使用される。入力ボリュームＶ及び指定された画像構造は、入力ポートＩＮにおいて同時に受け取られることができる又は受けられることができず、システムは、単一の入力ポートＩＮを必ずしも使用するわけではなく、代替として、ボリューム及び指定される画像構造の受け取りのためにそれぞれ異なる入力ポートＩＮ１、ＩＮ２（図示せず）を有することもできる。
【００６４】
提案されるイメージングシステムは、この入力ボリュームＶに基づいて、新しいボリュームＶ'を広範囲に形成するように構成され、新しいボリューム'は、改善された再構成Ｖ"を得るために、第２パスの再構成のための入力として使用される。新しい入力ボリュームＶ'は、第１の入力ボリュームＶ内の画像構造に関する事前の幾何学的知識、特に深さ情報を組み込む。
【００６５】
より具体的には、第１のボリュームＶは、以下により詳細に説明されるように、第２の入力Ｖ'に変換されて、第２の入力Ｖ'は再び、同一又は異なる再構成ユニットＲＥＣＯＮ＿２に入力される。第２の再構成ユニットＲＥＣＯＮ＿２は、好適には反復再構成アルゴリズムを実現する。第１の入力ボリュームは、ボリュームＶ内の画像構造の深さ拡張をＺ軸に沿ってよりよく規定するように変更される。
【００６６】
これは、より正確な入力ボリュームを生成することを可能にする。
【００６７】
反復再構成は、概して、この第２の変更された入力ボリュームから始まって、初期の第１パスの再構成Ｖよりも良好なスループレーン解像度を伴って、より正確な又はより現実的な再構成Ｖ"に一層迅速に収束することが出願人によって認められた。
【００６８】
イメージング処理システムＩＰのブロック図を更に詳しくは及び引き続き参照して、モデル作成器ＭＦは、第１の再構成ユニットＲＥＣＯＮ＿１によって得られる第１の入力ボリューム内の指定された画像構造のための３Ｄモデルｍを規定するように、受け取られた入力ボリュームＶを処理する。ＲＥＣＯＮ＿１は、投影データπから第１のボリュームＶを再構成するために、任意のトモシンセシス再構成アルゴリズムを使用する。モデルｍは、それがその断面のうちの１つとして指定された画像構造を有するように、作成される。
【００６９】
ボリューム適応器ＶＡは、規定された３Ｄモデルｍを使用して、第２のボリュームＶ'を得るように入力ボリュームＶを変更し、第２のボリュームＶ'は、出力インタフェースＯＵＴにおいて出力される。この変更されたボリュームＶ'は、第２の再構成モジュールＲＥＣＯＮ＿２に伝送される。第２の再構成モジュールＲＥＣＯＮ＿２は、変更された入力ボリュームＶ'を初期画像として使用して、投影画像πから、改善された深さ解像度ボリュームＶ"を再構成するために反復再構成アルゴリズムを使用する。その後、改善されたボリュームＶ"は、画像記憶装置に記憶され、及び／又は他の方法で処理されることができ、特に、表示装置ＭＴ上のビューに対してレンダリングされることができる。
【００７０】
一般に、本願明細書で企図されるトモシンセシス再構成アルゴリズムは、通常、目的関数に関する最適化問題として定式化される。このタスクは、最初の画像から開始してボクセル値を反復的に適応させることによって、目的関数を最小化（又は最大化）することである。第１の入力ボリュームＶの第１パス再構成のために、初期画像は、ゼロ又は他の標準値を配置される均一な画像として選択されてもよい。しかしながら、第２パス再構成では、深さ情報が改善された第２入力ボリュームＶ'が初期画像として使用される。このように、提案されるシステムでは、反復トモシンセシス再構成を使用することができる。異なるさまざまなトモシンセシス再構成アルゴリズムが、例えばTao Wu他の"Tomographic mammography using a limited number of low-dose cone-beam projection images", published in Medical Physics, vol. 30, No. 3 (March 2000)のpart IIのsection F及びpart IIIのsection Eにあるようにすでに記載されており、これらの技術の全てが、個々の異なる実施形態において企図される。
【００７１】
反復トモシンセシス再構成（ここでは簡単に反復再構成と呼ぶ）は、測定された投影画像πに基づいて、多数の中間画像結果について反復処理を行い、画像再構成の最終出力を最終的に得る。再構成中、中間画像結果は前方投影され、実際に測定された投影画像πと比較される。偏差があればそれが確立され、この偏差は目的関数によってペナルティを与えられる。反復過程は、通常、目的関数に、解の特定の所望の平滑特性を与える正則化項を加えることによって制御される。それでも、制限された角度トモグラフィの理由により、再構成される画像内の画像構造の知識は必然的に制限される。従って最適化問題の解空間は、一般に、同じ所与の投影データセットπを各々が明らかにしフィットさせる異なる可能な解（すなわち可能性のある候補画像）の無限の数を含む。第１パス再構成とは異なり、ここでは、第２パス再構成において、解ボリューム内に予想される画像構造の形状及び深さ範囲に関する事前の幾何学的知識を組み込んだ専用の調整済み入力画像Ｖ'を使用することが提案される。この事前の「深さ知識」は、解剖学的知識、又は関心対象に見いだされる幾何学的サブオブジェクトに関する他の知識に基づくことができ、かかる他の知識は、既知の画像構造を与える。例えば、乳房ＢＲ内の特定の形成物、沈着物等の特定の形状が知られることができ、こうして、これらの形成物又は沈着物を表現する画像構造の形状又は範囲が予測されることができる。例えば、マンモグラフィにおいて、乳房組織に形成されるマイクロ石灰化又は嚢胞性病変の形状は、楕円プリミティブを使用することによって良好に近似されることができることが分かった。楕円形の画像構造は、これらの楕円断面にフィットされる楕円体に、３次元で拡張されることができる。入力モデル内の画像構造の３Ｄモデルを構成する他の方法が更に企図される。
【００７２】
幾何学的事前知識を予めロードされた第２の入力モデルＶ'を第２パス再構成において初期画像として使用することは、解空間を制限することなる。言い換えれば、第２パスの反復再構成アルゴリズムは、より正確かつより現実的な結果に一層迅速に収束するための手がかりを具備する。
【００７３】
２つの再構成器モジュールＲＥＣＯＮ＿１又はＲＥＣＯＮ＿２は、単一の再構成器モジュールに統合されることができ、従って、同じ再構成アルゴリズムが、Ｖ'及びＶ"の再構成のために使用されるが、各々のケースで、異なる初期画像が使用される：ＲＥＣＯＮ＿１は、ゼロを事前に配置された「ゼロ画像」又は他の一様な画像のような標準画像を使用するが、ＲＥＣＯＮ＿２においてはＶ'が初期画像として使用される。
【００７４】
画像処理システムＩＰＳは、イメージャＩＡに関連するワークステーション又は他の汎用コンピューティングデバイスＰＵ上で全面的に実行されることができる。これに代わるものとして、分散コンピューティングアーキテクチャにおける実現が更に企図され、この場合、システムＩＰＳが、複数のイメージャＩＡにサービスを提供し、又はコンポーネントの少なくとも１つ又はすべてのタスクがネットワーク内の他のコンピューティングユニットにアウトソーシングされる。
【００７５】
オンライン又はオフラインの両方の実施形態が、画像処理システムに関して企図される。オンラインの実施形態では、画像処理システムＩＰＳがイメージャＩＡにインタフェースされ、説明したように、投影イメージπがイメージャＩＡから受信されるときに本質的にリアルタイムでボリュームが再構成される。オフラインの実施形態では、取得された投影πは、最初に、ＨＩＳ（病院情報システム）のＰＡＣＳ（画像保管通信システム）又は他のデータ記憶システムなどのメモリに記憶される。次いで、投影画像πは、取得後の任意の時間に要求に応じてアクセスされ、本願明細書に記述するようにボリューム画像データに再構成される。
【００７６】
画像処理システムＩＰＳの少なくとも１つ又はすべての構成要素は、適切にプログラムされたＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はハードワイヤードＩＣチップなどのハードウェアに配置されることができる。例えば、イメージング制御システムＳＣは、制御モジュールとしてイメージング装置ＩＡに組み込まれることができる。
【００７７】
次に、画像処理システムＩＰＳの動作について、対応する画像処理方法のフローチャートが示されている図２を参照して説明する。しかしながら、図２のフローチャートのステップは、必ずしも図１のような画像処理システムのアーキテクチャに結びついているわけではなく、フローチャートの教示もまたそれ自体で独立した教示として理解できることが分かるであろう。
【００７８】
ステップＳ２１０において、第１の３Ｄ入力ボリュームが受け取られる。これは、スキャンイメージャＩＡによってそれぞれ異なる投影方向に沿って取得されたヒト乳房のような被撮像対象ＢＲの投影画像πから、第１パス再構成において予め再構成されたものである。投影画像は、制限された角度のトモグラフィック幾何形状で取得された。具体的には、投影画像πは、被撮像対象の周囲の円弧に沿って取得され、実質的に３６０°未満、具体的には１８０°未満、より具体的には１８０°の１０％未満又は２０％未満の円弧に沿って、収集される。第１パス再構成ステップには、シフト・アンド・アド又は他のＦＢＰ（フィルタード後方投影）に基づく変形形態のような任意の再構成アルゴリズムが使用されることができる。好適には、反復再構成アルゴリズムが使用される。
【００７９】
第１パスで再構成されたこの入力ボリュームに加えて、第１パス再構成された入力ボリューム内の画像構造の指定が受け取られる。これらの２つの情報、すなわち第１の再構成ボリュームＶ'及びその中の指定された構造は、必ずしも同時に受け取られる必要がない。特に、画像構造の指定は、第１の入力ボリュームＶが入力として受け取られた後に、受け取られてもよい。
【００８０】
次に、ステップＳ２２０において、３Ｄモデルｍが、第１パス再構成入力ボリュームＶ'内の指定された構造から作成され、以下の真の基礎をなす構造の空間範囲の算定値として使用される。
【００８１】
指定された構造は、特に、関心のある画像構造の輪郭を形成する楕円、円形又は他の形状のような形状の座標を有する。画像構造の指定は、人間のユーザによって、ポイントツール又は他のインタラクティブ方法によるグラフィカルユーザインタフェース手段を用いた輪郭描写によって生成されることができる。例えば、指定は、指定ツールＳＰに関して上述したように指定したいと思うボクセル位置の周囲に境界付けボックスを規定することによって実行されることができる。代替として、画像構造は、入力ボリュームＶを処理するセグメント化アルゴリズムの演算によって完全に自動的に生成されることができる。
【００８２】
この知識には、特に、入力ボリュームの中の選択された画像構造の深さ範囲に関する算定値を含む。ステップＳ２２０において生成される３Ｄモデルは、特に、輪郭描写された構造によってその交線が形成される楕円体又は他の適切な幾何プリミティブのような表面３Ｄ構造である。別の実施形態では、３Ｄモデルｍは、例えば楕円体の場合、（ｘ／ａ）２＋（ｙ／ｂ）２＋（ｚ／ｃ）２＝１のような陰関数によって非グラフィカルに規定される。従って、陽関数の表面定義は、モデルの定義には必要なくてもよい。
【００８３】
３Ｄモデルが作成される構造の指定は、任意の適切なビューにおいて指示されることができる。好適には、構造は、これらの面内に焦点を合わせられた構造の空間分解能が概して良好であるので、面内ビューにおいて指定される。その中のイメージャ構造の指定のために選択される面内スライスは、ここで（現在）焦点平面とも呼ばれ、ユーザは、画像構造の輪郭を指定するためにスライスからスライスへスクロールするにつれて焦点」を変更する。しかしながら、他の実施形態では、構造は、Ｘ、Ｚ平面又はＹ、Ｚ平面のようなスループレーンビューで指定される。この指定は、単一の面内ビューのように単一の平面に限定されてもよいが（従って、本質的には２Ｄ指定である）、スループレーンビューのように複数の平面を通じて３次元で行われることもできる。
【００８４】
ステップＳ２３０において、入力ボリュームＶは３Ｄモデルに基づいて適応され、その結果、適応されたボクセル値分布に深さ情報が符号化された、より良好に規定された構造を組み込んだ改善された出力画像ボリュームＶ'に達する。図３の記述において以下により詳しく説明するように、ボリューム適応ステップＳ２３０は、投影ドメインではなく、イメージングドメインにおいて動作する。ボリュームＶ'内のボクセル値は、モデルによって囲まれたボリューム部分を、モデルの近傍よりも高い値で埋めるように適応され、生成されたモデルを指定された構造の空間範囲に対する制約として使用することにより、深さ方向に沿った制限された角度トモグラフィの本質的なブラーリングを打ち消し、より良好なコントラストを達成し、より良好なスループレーン定義を達成する。
【００８５】
ステップＳ２４０において、第２パス再構成が、適応されたボリュームＶ'に基づいて実行される。より詳細には、第２パス再構成は、１又は複数の反復が開始される初期画像として適応された入力ボリュームＶ'を使用する反復再構成として実行される。
【００８６】
ここでは、同じ反復的な再構成がステップＳ２２０の第１パス及びステップＳ２４０の第２パスに使用される必要はないが、両方のパスで同じ反復アルゴリズムを使用することが、好ましい実施形態である。反復再構成が第１パスで使用される場合、これは後で第２パスで使用される反復スキームとは大きく異なることがある。例えば、正則化関数（もしあれば）は、第２パス再構成において変更されることができ、又は第２パス再構成アルゴリズムの目的関数のパラメータ（例えば正則化強度係数など）が他のやり方で変更されることができる。第１入力ボリュームＶを得るために、ランダム画像又は均一画像（すべてのボクセルが「ゼロ画像」内のゼロのような一定値で事前に充填されている）が第１パス再構成の初期画像として使用されることができる。
【００８７】
入力ボリューム内の輪郭付けされた又は指定された構造について３Ｄモデルを作成するステップに戻って、いくつかの異なる実施形態がここで企図される。具体的には、指定された３Ｄモデルは、主に、初期ボリュームＶの範囲内に規定される３Ｄ表面モデルとして企図される。これは、指定された構造を、指定が実施される（複数の）平面内の特定の断面として考慮することによって行われることができる。３Ｄ表面モデルｍは、モデル作成器ＭＦの結果ｍの１つの（好適な）実施形態であり、これは、指定される画像構造内の各ボクセルについて、１つの投影方向（ｚ軸、すなわち平行投影、又は中央投影の方向、すなわち透視投影）に沿って算定される空間範囲を導出することを可能にする。
【００８８】
上述したように、３次元の表面としての３Ｄモデルｍの指定に代わって、モデルｍは、輪郭付けされた構造の面内座標（ｘ，ｙ）と深さ方向（ｚ）の空間範囲の間の関数の関係として記述することもできる。更に、３Ｄモデルは、暗黙的に、すなわち、ある関数f(x,y,z)=0を満たすすべての点（ｘ，ｙ，ｚ）の組として記述されることができる。
【００８９】
モデル作成ステップＳ２２０の一実施形態によれば、指定された構造は、設定された数のスライスを介して、中心投影又は深さ方向＋Ｚ及び／又は−Ｚに沿って単純に拡張される。これは、指定された構造をその断面として有する円筒を規定する。輪郭付けされた構造は、基本的に、両方の深さ方向（＋Ｚ及び−Ｚ）又は片方の深さ方向＋Ｚ又は−Ｚのいずれかで、設定された数の隣接するスライスにコピーされる。この実施形態の改良は、コピーの数を、指定の境界付けボックスに関する画像値に依存させることである。具体的には、一実施形態において、空間方向に沿ってボリュームＶへの拡張のために使用される（元の構造の）コピーの数は、前記空間方向に垂直な前記１又は複数のスライス内の輪郭付けされた構造の境界付けボックスのサイズの関数である。より一般的には、３Ｄモデルは、焦点平面における画像構造の輪郭の領域サイズの関数である。この更なる改良として及び一実施形態により、３Ｄ構造の（Ｚに沿った）高さは、焦点面内の輪郭付けされた領域内の各ボクセル位置について、領域の重心からのボクセル位置の距離及び／又は焦点面内の領域の空間範囲（例えば境界付けボックス）の関数として、計算される。
【００９０】
このモデル作成ステップＳ２２０の別の実施形態において、指定された構造は、＋Ｚ及び／又は−Ｚ方向に拡張されるが、構造の断面は、指定が実施された平面からの直線的な距離に従うポイントに徐々に縮小される。言い換えると、指定された構造を共通面とするダブルコーンモデル構造がこのように形成される。
【００９１】
別の実施形態において、上記の改良として、規定された幾何学的プリミティブが使用される。これは、イメージング中に対象物内に存在することが知られている沈着物、形成物などの特定のサブオブジェクトの形状に関する事前知識に基づく。イメージング中に対象物内に存在するサブオブジェクトは、それぞれが形状、長さ、直径などの先験的に知られている幾何学的特性を有するカテーテル、ニードルなどの医療用具を含みうる。楕円体のような一般的な幾何学的形状又はプリミティブが、ユーザによって又はセグメント化アルゴリズムによって指定された断面にフィッティングされる。例えば、一実施形態において、指定される構造は楕円である。マンモグラフィでは、これは、一実施形態において、楕円体の腫大病変、嚢胞又は石灰化の断面であると理解されることができ、次いでこの断面に楕円体プリミティブがフィッティングされる。与えられた平面内の構造の指定は、３つの楕円軸のうちの２つを決定し、第３の軸は、例えば２つの面内パラメータの最大楕円軸として、モデル作成器によって算定される。この算定の根底にある仮定は、画像取得中の乳房組織の圧迫のためにマンモグラフィにおいて十分に証明されることが分かった。これらの３つのパラメータを使用すると、楕円体の方程式は、指定された構造体内のすべての点について算定され、それにより、楕円体の深さ方向の拡張が、第１入力ボリュームＶの平面内で指定された楕円の断面に基づいて指定されることができる。入力ボリューム内に３Ｄモデルを規定する他の方法も、以前には明示されていなかった入力ボリュームへの深さ情報の付加がなされる限り、ここで企図される。
【００９２】
一実施形態において、先験的に知られているサブオブジェクト（挿入物など）の形状プリミティブが、グラフィカルユーザ入力手段においてユーザによって予め選択されることができ、グラフィカルユーザ入力手段は、例えば適用可能な形状が、マウスクリック操作又は同様のインタラクティブアクションのオプションによって選択されることができるメニュー構造でありうる。これは、挿入物の形状に関する追加の事前情報を使用することによって、第１パス再構成Ｖにおけるモデル作成ステップを合理化することを可能にする。
【００９３】
ここで図３を参照して、入力ボリューム適応ステップＳ２３０及びボリューム適応器ＶＡの動作をより詳細に説明する。図３ａ）及びｂ）は、それぞれのボリューム、すなわち図３ａ）の入力ボリュームＶと、図３ａ）の入力ボリュームＶに対する適応ステップＳ２３０の実施後の改良された事前知識により改善されたボリュームＶ'のそれぞれのスループレーンビュー（具体的にはＸ，Ｚ断面であるが、これに限定されない）を示す。
【００９４】
より具体的には、図３ａ）の入力ボリュームＶを最初に参照して、すでに作成された３Ｄモデルｍによって囲まれるサブボリューム内の画像情報（すなわち、ボクセル値）は、部分的にモデルボリュームｍを包囲する幾何学的な光線束（所与の投影方向に沿って、焦点位置から発する）を通って広がるようにみえる。この画像情報の広がりは、制限された角度の取得軌道の角度スパン外の投影方向からの情報の欠落によるものである。この不十分な情報は、貧弱な深さ解像度を与え、すなわち、モデルＭによって指示される画像構造の範囲に関する知識の不足を生じさせる。
【００９５】
図３ｂ）は、適応後の入力ボリュームＶを通る同じ投影方向の同じビューを示す。見て分かるように、より大きなボクセル値は、ここで３Ｄモデルｍの範囲内に集中している。モデルｍによって囲まれた３Ｄ空間内の画像値の大きさの集中は、バランス処理によって達成される。すなわち、モデルｍ内のボクセル位置の画像値が増加されると、それに応じて、モデルの範囲外であるがなお考えられる投影光線束内にあるボクセル位置の画像値が減少し、それにより、バランスを維持する。より具体的には、モデル内のボクセルにおける任意の変化に対して、モデル外であるがモデル内の前記ボクセル及び焦点スポットＸＲを通る投影光線（束）上のどこかの少なくとも１つの対応するボクセルにおいて、対応する変化が存在する。一実施形態において、単一の対応するモデルボクセルのみが、モデルｍの外側の光線上で変更される。光線上のこの単一の対応するボクセルの位置は、モデルｍの外側にある限り、完全に任意である。代替として、この変更は、モデルｍの外側の光線に沿った複数（例えば全て）のボクセルに比例して均一に適用される。従って、モデル内のボクセルの変更は、光線に沿ったモデル外の対応する変更によって相殺される。この再バランシング処理は、ボリュームＶに深さ情報を符号化するために必要であるが、考えられる投影方向ｉにおいて取得される投影画像πｉとの整合性をなお維持する。
【００９６】
適応ステップＳ２３０の別の実施形態も企図され、ここでは、ボクセル値の変更が、モデル内のボクセルの値を減少させ、それに対応してモデル外のボクセルの値を増加させることによって行われる。この代替の実施形態は、画像構造が周囲の均一な肺組織内の空気閉じ込めに対応し得る肺イメージングの場合に有利であり得る。
【００９７】
図３の実施形態において企図されるように、画像値の再バランシング処理が実行される投影方向は、中央投影方向の投影方向であるが、これは必ずしも他の投影方向を考慮することができるので限定されない。言い換えると、再バランシング処理のために、深さ情報が、入力ボリュームに符号化されるが、モデルｍによって囲まれたボクセル位置の画像値を（少なくとも平均して）増加させるようにボクセル情報が再配置又は交換されても、モデルを囲む光線束を通る前方投影は、測定された投影πになお等しい。更に詳しくは、正常な乳房組織の平均減衰値は、データ取得プロトコルに従って計算され又は選択される。そのような値は、例えば、検討中の投影方向に対応する射影バンドル内にない輪郭構造の外側の領域における第１パス再構成における減衰値を平均することによって計算することができる。次に、３Ｄモデルｍの外側に位置するが、依然として前記投影円錐内にある第１パスの再構成ボリュームＶ内のボクセルの減衰値が、正常な乳房組織の平均減衰と置き換えられる。次に、３次元モデルｍを通過する円錐内の各幾何学的光線について、３Ｄモデル内のこの光線に沿ったボクセルは、このＸ線経路に沿った線積分が一定のままであるように置き換えられる（すなわち、考慮中の投影方向ｉについて投影画像πｉごとの元の測定に等しい）。
【００９８】
図３に概略的に示すボリューム適応ステップＳ２３０は、２以上の投影方向に適用されることができることが理解されるであろう。適応ステップＳ２３０を実行するために、（図３に示すような）平行投影又は中心投影がそれぞれ企図される。しかしながら、適応ステップＳ２３０が単に単一投影方向について実行されるならば、十分かつ計算上安価であることが分かっている。好適には、図３に示すように主投影方向Ｚに沿って行われるが、これに限定されるものではない。
【００９９】
ボリューム適応ステップＳ２３０が、複数の投影方向との整合性を達成しながら適用される場合、計算コストが増加することが期待される。２以上の（特にすべての）投影方向との整合性を達成するために、別の最適化ループ（ステップＳ２４０における反復再構成演算の最適化とは異なる）が、別の目的関数Ｆによりセットアップされることができる。例えば、入力ボリューム適応ステップＳ２３０のための目的関数は、考慮されるべきそれぞれの方向について各投影画像πからの偏差の二乗和として形成されることができる。
【０１００】
正式には、適応ステップＳ２３０のための別の目的関数は、以下のように書くことができる：
Ｆ ＝Σ ｉ ［ ＦＰｉ （ ｍｏｄ（Ｖ） ）−πｉ］２
ここで、ｉは、考慮されるべき所望の投影方向に延び（これは、すべての投影方向又はすべての投影方向のサブセットを含むことができる）、ＦＰｉ（．）は、方向ｉの前方投影演算子であり、ＭＯＤ（．）は、上述したように再配布を達成するためにＶ内のモデルｍを部分的に囲む光線束内のボクセル値の変形であり、πｉは、取得中に方向ｉについて記録された投影画像である。
【０１０１】
次いで、この二乗和が最小であるモデルｍ内に集中するボクセル値の分布を見つけるために、適切な数値技術（最小勾配、ニュートン−ラフソン、等）を用いて最適化を行うことが可能である。代わりに、他の目的関数の式が使用されることもできる。イメージングジオメトリが既知であると仮定され（特に、焦点の位置と検出器Ｄの位置及び向きが、すべての投影ｉについて知られている）、再構成されたボリュームが、イメージャＩＡの座標フレーム内で規定されるとき、異なるボクセル位置を通る光線の投射に関連する幾何学的演算、モデルｍの規定等は良好に規定される。幾何学的演算は、数値計算スイートの解析幾何学パッケージを使用して、Ｍａｔｌａｂ、Ｍａｐｌｅ又はＭａｔｈｅｍａｔｉｃａなどを含む非限定的な例を用いて、又はＣ、Ｃ＋＋、その他の一般的なプログラミング言語を使用して、実施されることができる。
【０１０２】
提案される方法により、複数の入力ボリュームＶが処理されることができるが、一実施形態においては、先立つ再構成ＲＥＣＯＮ＿１から得られるような単一の入力ボリュームＶのみが使用される。
【０１０３】
ここで図４乃至図６を参照して、提案される画像処理システムＩＰＳ及び／又は図２のフローチャートに従う方法によって得られる例示的な画像及び結果が示されているの。
【０１０４】
最初に図４を参照して、これは、２つの楕円形挿入物が埋め込まれたマンモグラフィ背景テクスチャを有するファントムを使用する提案される方法を示す。大きな楕円体の面内注釈に基づいて、３Ｄモデルが算定され、その後の深さ強調再構成のために事前開始画像が生成され、より小さな楕円体の焦点面内の大きな楕円体によって引き起こされるトモシンセシスアーチファクトを低減する。具体的には、真のファントムの３つの直交ビューが示されており、（ａ）は所定の深さｚにおける面内ビューであり、（ｃ）は、２つのスループレーンＸ，Ｚ及びＹ，Ｚである。第１パス再構成は、２つのスループレーン（ｄ）拡張部４１０，４１５に沿ってユーザ注釈を付けられた面内輪郭４０５と共に（ｂ）の面内に示されている。このモデルから、第２の入力ボリュームＶ'は、スループレーンビュー（ｇ）により生成され（ｅ）、これは、第２パス反復再構成の初期画像として使用される。出力ボリュームＶ"は、その２つのスループレーンビューＸ，Ｚ及びＹ，Ｚ（ｈ）に沿って面内（ｆ）に示され、向上された画像構造の深さ解像度及びより高い面内信号の精細度を証明する。
【０１０５】
図５は、２パス再構成を３パス再構成に拡張するための提案される方法の繰り返しの適用を示す。具体的には、パス２におけるＶ'の再構成後に続くステップにおいて、小さな楕円体が、その焦点平面において付加的に注釈付けされ、両方のモデルを使用して、以前の画像が生成され、１つのモデルは、小さい楕円体に関し、他の１つのモデルは、大きい楕円体に関する。図５は、小さい楕円の視認性の明確な改善と、スループレーンにおけるより明確な３Ｄ深さ精細度を示す。具体的には、提案される方法が、小さな楕円体に関連して２回適用される。第２の楕円を通る真のファントムの直交する面内ビューが、２つのスループレーンビューと共に、左欄Ａ）に示されている。「第３パス」の深さ改善された再構成における小さな楕円体の良好な可視性が、中央欄Ｂ）に示されており、この場合、２つのモデルが使用され、１つは、小さな楕円に関し、１つは、より大きな楕円に関する。比較のため、右欄Ｃ）は、提案される方法の１回の適用によって得られた結果を示しており、この場合、１回のみ算定された病変モデルが使用され、すなわち、大きい楕円体のモデルが使用された。
【０１０６】
言い換えると、図５に示すように、提案される方法及び処理システムＩＰＳの動作は、改善された再構成Ｖ"を次の入力ボリュームとして使用することによって繰り返されることができる。Ｖ"のより良好な深さ解像度のため、より詳細な情報が得られる。これにより、ユーザは、以前の指定を、第１の入力ボリュームＶ'において以前は識別できない２又はそれ以上の個別の（サブ）画像構造に洗練することができる。言い換えると、提案される方法は、２パス再構成スキームからｎ（＞２）パス再構成に拡張されることができ、この場合、出力ポートＯＵＴに生成されるボリュームＶ"（ｎ）を入力ポートＩＮに戻す反復フィードバックがなされ、付加の画像構造の反復され累積される指定を伴う。このオプションのフィードバックは、図２のフローチャートの「？」で示される操作ボックスに示されている。
【０１０７】
上述の記述は、マンモグラフィを主に参照して説明されているが、これは限定的ではなく、制限された角度での取得（すなわち、１８０°よりかなり小さい角度の円弧に沿って収集される測定値を有するもの）による他のＸ線ベースのボリュームイメージング方法もまた、他の実施形態において企図される。提案される方法は、構造の深さ情報の不足を補償することを可能にし、制限された角度（トモグラフィック）イメージング技術は、かかる深さ情報の不足に苦しむ。本発明の別の例示的な実施形態において、上述の実施形態の１つによる方法の方法ステップを適切なシステム上で実行するように適応されることによって特徴付けられるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【０１０８】
従って、コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の一部でありうるコンピュータユニットに記憶されることができる。このコンピューティングユニットは、上述の方法のステップの実行し又はその実行を引き起こすように適応されることができる。更に、上述の装置の構成要素を動作させるように適応されることもできる。コンピューティングユニットは、自動的に動作するように、及び／又はユーザの命令を実行するように適応されることができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされることができる。従って、データプロセッサは、本発明の方法を実行するように装備することができる。
【０１０９】
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、最新の手段によって既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変換するコンピュータプログラムの両方をカバーする。
【０１１０】
更に、コンピュータプログラム要素は、上記の方法の例示的な実施形態のプロシージャを実行するために必要なすべてのステップを提供することができる。
【０１１１】
本発明の他の例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、この場合、コンピュータ可読媒体は、その上に記憶された上述されたコンピュータプログラム要素を有する。
【０１１２】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体（特に、非一時的媒体であるが、必ずしもそうである必要はない）上に記憶され及び／又は配布されることができるが、他の形態で、例えばインターネット又は他の有線又は無線電気通信システムを通じて、配布されることもできる。
【０１１３】
しかしながら、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提示されてもよく、そのようなネットワークからのデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされてもよい。本発明の他の例示的実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能にするための媒体が提供され、前記コンピュータプログラム要素は、前述した本発明の実施形態の１つに従う方法を実行するように構成される。
【０１１４】
本発明の実施形態は、異なる主題に関して説明されていることに留意されたい。特に、いくつかの実施形態は、方法タイプの請求項に関して記述されており、他の実施形態は、装置タイプの請求項に関して記述される。しかしながら、当業者であれば、上記及び以下の説明から、別段の記述がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴の間の任意の組み合わせが、本願に開示されていると考えられることが分かるであろう。しかしながら、すべての特徴は、特徴の単純な足し合わせ以上の相乗効果を提供するように組み合わせられることができる。
【０１１５】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示され説明されたが、そのような図示及び説明は、説明的又は例示的であって限定的ではないと考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び従属請求項の検討から、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され、達成されることができる。
【０１１６】
請求項において、「有する、含む（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数性を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に列挙された幾つかのアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項における任意の参照符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
2019523030.tif 000003
【図２】
2019523030.tif 000004
【図３】
2019523030.tif 000005
【図４ａ】
2019523030.tif 000006
【図４ｂ】
2019523030.tif 000007
【図４ｃ】
2019523030.tif 000008
【図４ｄ】
2019523030.tif 000009
【図４ｅ】
2019523030.tif 000010
【図４ｆ】
2019523030.tif 000011
【図４ｇ】
2019523030.tif 000012
【図４ｈ】
2019523030.tif 000013
【図５Ａ）】
2019523030.tif 000014
【図５Ｂ）】
2019523030.tif 000015
【図５Ｃ）】
2019523030.tif 000016
【国際調査報告】
2019523030.tif 000017
2019523030.tif 000018